« Indice limite d'oxygène » : différence entre les versions

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L'indice limite d'oxygène (ILO), ou indice d'oxygène (limite) (IO(L)) ou (L)OI [(limiting) oxygen index en anglais], est une grandeur et un essai de laboratoire à petite échelle permettant de caractériser la combustibilité (inflammabilité) d'un matériau combustible, notamment une matière plastique (ou un polymère). Ce critère donne une indication relative de la combustibilité dans des conditions d'essai spécifiées, définies par des normes. Il existe différentes normes selon les domaines d'application^[1] et les pays : ISO 4589, ASTM D2863, UL 94, etc. Il ne faut pas confondre cette propriété avec la concentration limite en oxygène qui donne la concentration minimale en oxygène dans un mélange avec un combustible permettant l'inflammation en présence d'une source d'ignition.

Définition[modifier | modifier le code]

L'indice limite d'oxygène est mesuré par la proportion minimale en dioxygène (O₂) d'un mélange d'essai O₂ + N₂ nécessaire pour entretenir la combustion vers le bas (comme une bougie) avec flammes d'un échantillon de bande placé verticalement, pendant une durée spécifiée, ou jusqu'à ce qu'une quantité spécifiée de matière soit consumée. Il est défini par

{\rm {ILO\,(\%vol)={\frac {[O_{2}]}{[O_{2}]+[N_{2}]}}}}

[O₂] étant la concentration en dioxygène et [N₂] celle en diazote.

L'échantillon, à température ambiante et plongé dans un courant de mélange gazeux dans une cheminée de test, est mis au contact d'une flamme. La teneur en O₂ est réduite jusqu'à obtenir un niveau critique.

L'atmosphère normale contient environ 21 % d'O₂. Si l'ILO d'une matière est supérieur à ce taux, elle est dite auto-extinguible ; dans le cas contraire, elle est inflammable.

Tableau de valeurs[modifier | modifier le code]

Plus l'ILO est élevé, meilleure est la résistance à l'inflammation (tenue au feu) de l'échantillon. Quelques valeurs sont données dans le tableau ci-dessous.

Matériau solide	ILO (%)	Combustibilité
PMMA, PE, PP, PS	~17^[3]	Très élevée
Caoutchouc naturel (NR) + 50 pce de noir de carbone	20,2^[4]	Très élevée
Chêne	23,6^[3]
Nylon 6/6	24,3^[3]
Carton	24,7^[3]
PC	26,0^[3]
NR + 50 pce de noir de carbone + Sb₂O₃	26,4^[4]
Nylon 6/6 (grade ignifuge)	28^[5]	Faible
Aramide	28 - 30^[6]	Faible^[6]
PC (grade ignifuge)	32^[5]	Faible
Ryton PPS	~50^[5]	Très faible^[7]
PVDC	60,0^[3]	Très faible^[7]
Téflon	95,0^[3]	Pratiquement incombustible^[7]

À cause de leur composition hydrocarbonée, la plupart des polymères (ou des matières plastiques) sont très inflammables.

Des grades ignifuges (flame-retardant grades en anglais) ont été développés pour certains types de plastiques.

Le Téflon, matériau de sécurité, est beaucoup plus résistant à la combustion (inflammation) que les autres matériaux. Les polymères auto-extinguibles se trouvent parmi les polymères halogénés (polyéthylènes chlorés et chlorosulfonés, polychloroprènes, polyépichlorhydrines, fluoropolymères, fluoroélastomères, silicones fluorés, etc.).

La norme internationale ISO 4589-3 indique : « Il convient de ne pas utiliser les résultats obtenus conformément à la présente partie de l'ISO 4589 pour décrire ou apprécier les risques d'incendie présentés par un matériau ou une forme donnés dans des conditions réelles d'incendie, sauf s'ils sont utilisés comme l'un des éléments [...] »^[8].

Notes et références[modifier | modifier le code]

↑ Exemples : automobile, SNCF, bâtiment, câblerie.
↑ Des ignifugeants sont utilisés dans les composants qui chauffent ; par exemple, les PBB et les PBDE, deux groupes de produits chimiques bromés toxiques. Selon la directive RoHS, les équipements électriques et électroniques ne doivent pas contenir plus de 0,1 % en poids de PBB et de PBDE.
↑ ^{a b c d e f et g} Jean Bost, Matières plastiques : chimie - applications, Paris, Technique et documentation, 1980, 1^re éd., 437 p. (ISBN 2-85206-068-X), p. 429. (2^e éd. (1985) : (ISBN 978-2-85206-287-0))
↑ ^{a et b} IFOCA, Formulation des caoutchoucs, chap. Les ingrédients divers, p. 23, 2007
↑ ^{a b et c} Selon la norme ASTM D2863. (en) [PDF] Chevron Phillips Chemical, Ryton PPS - Thermal Properties, 7 p., chap. Oxygen Index, p. 5
↑ ^{a et b} Michel Fontanille et Yves Gnanou, Chimie et physico-chimie des polymères, 2^e éd., Dunod, Paris, 2010, 560 p., (ISBN 978-2-10-054761-6)
↑ ^{a b et c} Intrinsèquement résistant à la flamme ; ne nécessite pas d'ignifugeants.
↑ ISO 4589-3:1996 - Plastiques - Détermination du comportement au feu au moyen de l'indice d'oxygène - Partie 3 : Essai à haute température

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Ignifugation
Oxymètre
Pouvoir calorifique inférieur (PCI), une autre mesure de la combustibilité d'un matériau.
Point d'éclair
Point d'inflammation
Radicaux, qui sont formés dans une flamme.
Fraction volumique

Normes[modifier | modifier le code]

La série de normes internationales ISO 4589 Plastiques — Détermination du comportement au feu au moyen de l'indice d'oxygène
(en) Norme américaine ASTM D2863 - Standard Test Method for Measuring the Minimum Oxygen Concentration to Support Candle-Like Combustion of Plastics (Oxygen Index)
(en) Underwriters Laboratories (UL), UL 94, the Standard for Safety of Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances testing, combustibilité : standard UL 94 (en)

[1] Exemples : automobile, SNCF, bâtiment, câblerie.

[2] Des ignifugeants sont utilisés dans les composants qui chauffent ; par exemple, les PBB et les PBDE, deux groupes de produits chimiques bromés toxiques. Selon la directive RoHS, les équipements électriques et électroniques ne doivent pas contenir plus de 0,1 % en poids de PBB et de PBDE.

[JB-3] {a b c d e f et g} Jean Bost, Matières plastiques : chimie - applications, Paris, Technique et documentation, 1980, 1^re éd., 437 p. (ISBN 2-85206-068-X), p. 429. (2^e éd. (1985) : (ISBN 978-2-85206-287-0))

[IFOCA-4] {a et b} IFOCA, Formulation des caoutchoucs, chap. Les ingrédients divers, p. 23, 2007

[CPC-5] {a b et c} Selon la norme ASTM D2863. (en) [PDF] Chevron Phillips Chemical, Ryton PPS - Thermal Properties, 7 p., chap. Oxygen Index, p. 5

[FG-6] {a et b} Michel Fontanille et Yves Gnanou, Chimie et physico-chimie des polymères, 2^e éd., Dunod, Paris, 2010, 560 p., (ISBN 978-2-10-054761-6)

[rmq-7] {a b et c} Intrinsèquement résistant à la flamme ; ne nécessite pas d'ignifugeants.

[8] ISO 4589-3:1996 - Plastiques - Détermination du comportement au feu au moyen de l'indice d'oxygène - Partie 3 : Essai à haute température

[1]

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-{{homonyme|LOI}}
+{{Voir homonymes|ILO|LOI}}
-{{Ébauche|chimie}}
-L''''indice limite d'oxygène''' ('''ILO'''), ou '''indice d'oxygène (limite)''' ('''IO(L)''') ou '''(L)OI''' [''(limiting) oxygen index'' en anglais], est une grandeur et un essai de laboratoire ''à petite échelle'' permettant de caractériser la [[Combustion|combustibilité]] ([[inflammabilité]]) d'un matériau [[combustible]], notamment une [[matière plastique]] (ou un [[polymère]]). Ce critère donne une indication relative de la combustibilité dans des conditions d'essai spécifiées, définies par des normes. Il existe différentes normes selon les domaines d'application<ref>Exemples : automobile, [[Société nationale des chemins de fer français|SNCF]], bâtiment, câblerie.</ref> et les pays : [[Organisation internationale de normalisation|ISO]] 4589, [[ASTM International|ASTM]] D2863, UL 94{{etc.}}
+L''''indice limite d'oxygène''' ('''ILO'''), ou '''indice d'oxygène (limite)''' ('''IO(L)''') ou '''(L)OI''' [''{{Lang|en|texte=(limiting) oxygen index}}'' en anglais], est une grandeur et un essai de laboratoire ''à petite échelle'' permettant de caractériser la [[Combustion|combustibilité]] ([[inflammabilité]]) d'un matériau [[combustible]], notamment une [[matière plastique]] (ou un [[polymère]]). Ce critère donne une indication relative de la combustibilité dans des conditions d'essai spécifiées, définies par des normes. Il existe différentes normes selon les domaines d'application<ref>Exemples : automobile, [[Société nationale des chemins de fer français|SNCF]], bâtiment, câblerie.</ref> et les pays : [[Organisation internationale de normalisation|ISO]] 4589, [[ASTM International|ASTM]] D2863, UL 94{{etc.}} Il ne faut pas confondre cette propriété avec la [[concentration limite en oxygène]] qui donne la concentration minimale en oxygène dans un mélange avec un combustible permettant l'inflammation en présence d'une source d'ignition.
 == Définition ==
 [[Fichier:LOI-Messgerät.jpg|vignette|Un appareil de mesure de l'ILO.]]
-L'indice limite d'oxygène est mesuré par la proportion minimale en [[dioxygène]] (O<sub>2</sub>) d'un mélange d'essai O<sub>2</sub> + [[Diazote|N<sub>2</sub>]] nécessaire pour entretenir la [[combustion]] vers le bas (comme une bougie) avec [[Flamme (combustion)|flammes]] d'un [[Échantillon (matière)|échantillon]] de bande placé verticalement, pendant une durée spécifiée, ou jusqu'à ce qu'une quantité spécifiée de matière soit consumée :
+L'[[Liste d'indices en chimie et physique|indice]] limite d'oxygène est mesuré par la proportion minimale en [[dioxygène]] ({{O2}}) d'un mélange d'essai {{O2}} + [[Diazote|N<sub>2</sub>]] nécessaire pour entretenir la [[combustion]] vers le bas (comme une bougie) avec [[Flamme (combustion)|flammes]] d'un [[Échantillon (matière)|échantillon]] de bande placé verticalement, pendant une durée spécifiée, ou jusqu'à ce qu'une quantité spécifiée de matière soit consumée. Il est défini par
-: <math>ILO \, (% \, vol.) = \frac {[O_2]} {[O_2] + [N_2]}</math>
+<center><math>\rm ILO \, (\%vol) = \frac {[O_2]} {[O_2] + [N_2]}</math></center>
-<math>[O_2]</math> étant la concentration en dioxygène.
+[{{O2}}] étant la concentration en dioxygène et [N<sub>2</sub>] celle en [[diazote]].
-L'échantillon, à température ambiante et plongé dans un courant de mélange gazeux dans une cheminée de test, est mis au contact d'une flamme. La teneur en O<sub>2</sub> est réduite jusqu'à obtenir un niveau critique.
+L'échantillon, à température ambiante et plongé dans un courant de mélange gazeux dans une cheminée de test, est mis au contact d'une flamme. La teneur en {{O2}} est réduite jusqu'à obtenir un niveau critique.
-L'[[Atmosphère terrestre#Composition chimique détaillée|atmosphère]] normale contient environ 21 % d'O<sub>2</sub>. Si l'ILO d'une matière est supérieur à ce taux, elle est dite ''auto-extinguible'' ; dans le cas contraire, elle est ''inflammable''.
+L'[[Atmosphère terrestre#Composition chimique détaillée|atmosphère]] normale contient environ 21 % d'{{O2}}. Si l'ILO d'une matière est supérieur à ce taux, elle est dite ''auto-extinguible'' ; dans le cas contraire, elle est ''inflammable''.
 == Tableau de valeurs ==
-[[Fichier:Plastic electrical components.jpg|thumb|Des ignifugeants sont inclus dans les [[Résine (constituant)|résines]] de composants électriques ou électroniques<ref>Des ignifugeants sont utilisés dans les composants qui chauffent ; par exemple, les [[Polybromobiphényle|PBB]] et les [[Polybromodiphényléther|PBDE]], deux groupes de produits chimiques [[Agent ignifuge bromé|bromés]] toxiques. Selon la [[directive RoHS]], les [[Déchets d'équipements électriques et électroniques|équipements électriques et électroniques]] ne doivent pas contenir plus de 0,1 % en poids de PBB et de PBDE.</ref>.]]
+[[Fichier:Plastic electrical components.jpg|vignette|Des ignifugeants sont inclus dans les [[Résine (constituant)|résines]] de composants électriques ou électroniques<ref>Des ignifugeants sont utilisés dans les composants qui chauffent ; par exemple, les [[Polybromobiphényle|PBB]] et les [[Polybromodiphényléther|PBDE]], deux groupes de produits chimiques [[Agent ignifuge bromé|bromés]] toxiques. Selon la [[directive RoHS]], les [[Déchets d'équipements électriques et électroniques|équipements électriques et électroniques]] ne doivent pas contenir plus de 0,1 % en poids de PBB et de PBDE.</ref>.]]
 Plus l'ILO est élevé, meilleure est la résistance à l'inflammation ([[Inflammabilité|tenue au feu]]) de l'échantillon. Quelques valeurs sont données dans le tableau ci-dessous.
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 ! Matériau solide !! ILO (%) !! Combustibilité
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-| [[Polyméthacrylate de méthyle|PMMA]], [[Polyéthylène|PE]], [[Polypropylène|PP]], [[Polystyrène|PS]] || bgcolor="#FF8080" align="center" | ~17<ref name="JB">{{ouvrage|prénom1=Jean|nom1=Bost|lien auteur1=|titre=Matières plastiques|sous-titre=chimie - applications|lien titre=|numéro d'édition=1|éditeur=Technique et documentation|lien éditeur=|lieu=Paris|année=1980|volume=|tome=|pages totales=437|passage=429|isbn=2-85206-068-X|lire en ligne=}}. ({{2e}}{{éd.}} (1985) : ISBN 978-2-85206-287-0)</ref> || align="center" | Très élevée
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 | [[Caoutchouc (matériau)|Caoutchouc naturel]] (NR) + 50 [[pce]] de [[noir de carbone]] || bgcolor="#FF8080" align="center" | 20,2<ref name="IFOCA">IFOCA, ''Formulation des caoutchoucs'', {{chap.}}''Les ingrédients divers'', {{p.}}23, 2007</ref> || align="center" | Très élevée
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 | [[Chêne]] || align="center" | 23,6<ref name="JB" /> || align="center" |
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-| ''[[Nylon]]'' 6/6 || align="center" | 24,3<ref name="JB" /> || align="center" |
+| [[Nylon]] 6/6 || align="center" | 24,3<ref name="JB" /> || align="center" |
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 | [[Carton (matériau)|Carton]] || align="center" | 24,7<ref name="JB" /> || align="center" |
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 | NR + 50 pce de noir de carbone + [[Trioxyde d'antimoine|{{fchim|Sb|2|O|3}}]] || align="center" | 26,4<ref name="IFOCA" /> || align="center" |
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-| ''Nylon'' 6/6 (grade ignifuge) || bgcolor="#D9FFB2" align="center" | 28<ref name="CPC">Selon la norme ASTM D2863. {{en}} {{pdf}} [[Chevron (entreprise)|Chevron Phillips Chemical]], [http://www.cpchem.com/bl/rytonpps/en-us/Documents/RytonThermalProperties.pdf ''Ryton PPS - Thermal Properties''], 7{{nb p.}}, {{chap.}}''Oxygen Index'', {{p.}}5</ref> || align="center" | Faible
+| Nylon 6/6 (grade ignifuge) || bgcolor="#D9FFB2" align="center" | 28<ref name="CPC">Selon la norme ASTM D2863. {{en}} {{pdf}} [[Chevron (entreprise)|Chevron Phillips Chemical]], [http://www.cpchem.com/bl/rytonpps/en-us/Documents/RytonThermalProperties.pdf ''Ryton PPS - Thermal Properties''], 7{{nb p.}}, {{chap.}}''Oxygen Index'', {{p.}}5</ref> || align="center" | Faible
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-| [[Aramide]] || bgcolor="#D9FFB2" align="center" | 28 - 30<ref name="FG">Michel Fontanille et Yves Gnanou, ''Chimie et physico-chimie des polymères'', {{2e}}{{éd.}}, [[Éditions Dunod|Dunod]], Paris, 2010, 560{{nb p.}}, ISBN 978-2-10-054761-6</ref> || align="center" | Faible<ref name="FG" />
+| [[Aramide]] || bgcolor="#D9FFB2" align="center" | 28 - 30<ref name="FG">Michel Fontanille et Yves Gnanou, ''Chimie et physico-chimie des polymères'', {{2e}}{{éd.}}, [[Éditions Dunod|Dunod]], Paris, 2010, 560{{nb p.}}, {{ISBN|978-2-10-054761-6}}</ref> || align="center" | Faible<ref name="FG" />
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+| [[Polysulfure de phénylène|Ryton PPS]] || bgcolor="#00FF00" align="center" | ~50<ref name="CPC" /> || align="center" | Très faible<ref name="rmq">Intrinsèquement résistant à la flamme ; ne nécessite pas d'ignifugeants.</ref>
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 |-
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+| [[Téflon]] || bgcolor="#00FF00" align="center" | 95,0<ref name="JB" /> || align="center" | Pratiquement incombustible<ref name="rmq" />
 |}
 À cause de leur [[Composition chimique|composition]] [[Hydrocarbure|hydrocarbonée]], la plupart des polymères (ou des matières plastiques) sont très inflammables.
-Des [[Grade (matériau)|grades]] [[Ignifugation|ignifuges]] (''flame-retardant grades'' en anglais) ont été développés pour certains types de plastiques.
+Des [[Grade (matériau)|grades]] [[Ignifugation|ignifuges]] (''{{Lang|en|texte=flame-retardant grades}}'' en anglais) ont été développés pour certains types de plastiques.
-Le ''Téflon'', matériau de sécurité, est beaucoup plus résistant à la combustion (inflammation) que les autres matériaux. Les polymères auto-extinguibles se trouvent parmi les polymères [[Halogène|halogénés]] ([[polyéthylène]]s [[Chlore|chlorés]] et [[Hypalon|chlorosulfonés]], [[Néoprène|polychloroprènes]], poly[[Épichlorohydrine|épichlorhydrines]], [[fluoropolymère]]s, [[fluoroélastomère]]s, [[silicone]]s [[fluor]]és{{etc.}}).
+Le Téflon, matériau de sécurité, est beaucoup plus résistant à la combustion (inflammation) que les autres matériaux. Les polymères auto-extinguibles se trouvent parmi les polymères [[Halogène|halogénés]] ([[polyéthylène]]s [[Chlore|chlorés]] et [[Hypalon|chlorosulfonés]], [[Néoprène|polychloroprènes]], poly[[Épichlorohydrine|épichlorhydrines]], [[fluoropolymère]]s, [[fluoroélastomère]]s, [[silicone]]s [[fluor]]és{{etc.}}).
-La norme internationale ISO 4589-3 indique : {{Citation|Il convient de ne pas utiliser les résultats obtenus conformément à la présente partie de l'ISO 4589 pour décrire ou apprécier les risques d'[[incendie]] présentés par un matériau ou une forme donnés dans des conditions réelles d'incendie, sauf s'ils sont utilisés comme l'un des éléments [...]}}<ref>[http://www.iso.org/iso/fr/home/store/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=16963 ''ISO 4589-3:1996 - Plastiques - Détermination du comportement au feu au moyen de l'indice d'oxygène - Partie 3 : Essai à haute température'']</ref>.
+La norme internationale ISO 4589-3 indique : {{Citation|Il convient de ne pas utiliser les résultats obtenus conformément à la présente partie de l'ISO 4589 pour décrire ou apprécier les risques d'[[incendie]] présentés par un matériau ou une forme donnés dans des conditions réelles d'incendie, sauf s'ils sont utilisés comme l'un des éléments [...]}}<ref>[http://www.iso.org/iso/fr/home/store/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=16963 ''ISO 4589-3:1996 - Plastiques - Détermination du comportement au feu au moyen de l'indice d'oxygène - {{nobr|Partie 3}} : Essai à haute température'']</ref>.
 == Notes et références ==
+{{références}}
-<references />
 == Voir aussi ==
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 * [[Point d'inflammation]]
 * [[Radical (chimie)#En combustion chimique|Radicaux]], qui sont formés dans une flamme.
+* [[Fraction volumique]]
 === Normes ===
-* [[Norme française|NF]] T 51-071, mai 1977 : Matières plastiques, réaction au feu, détermination de l'indice d'oxygène.
+* La série de normes internationales ISO 4589 Plastiques — Détermination du comportement au feu au moyen de l'indice d'oxygène
 * {{en}} Norme américaine [http://www.astm.org/Standards/D2863.htm ASTM D2863 - ''Standard Test Method for Measuring the Minimum Oxygen Concentration to Support Candle-Like Combustion of Plastics (Oxygen Index)'']
-* {{en}} [[Underwriters Laboratories|Underwriters Laboratories (UL)]], [http://www.ul.com/global/eng/pages/offerings/industries/chemicals/plastics/testing/flame/ ''UL 94, the Standard for Safety of Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances testing''], combustibilité : standard {{lien|UL 94}} (mesure de l'inflammabilité des plastiques) (NF T 51-072).
+* {{en}} [[Underwriters Laboratories|Underwriters Laboratories (UL)]], [http://www.ul.com/global/eng/pages/offerings/industries/chemicals/plastics/testing/flame/ ''UL 94, the Standard for Safety of Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances testing''], combustibilité : standard {{lien|UL 94}}
 {{Palette|Matériaux polymères}}